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在解決力學(xué)問題時采用動能定理與機(jī)械能守恒定律的策略的初步擬定
在解決力學(xué)問題時采用動能定理與機(jī)械能守恒定律的策略的初步擬定在解答包含做功與能量變化的力學(xué)問題中，動能定理和機(jī)械能守恒定律都是用于解題的核心公式。在歷年的高考中，兩者都是出題熱點。若能靈活掌握兩者，就可以說是掌握了兩枚解題的金鑰匙。但對于學(xué)生而言，面對一道新的習(xí)題時，他總是更習(xí)慣于采用其中一種固定的思路來嘗試解題。而動能定理和機(jī)械能守恒定律在解題過程中的地位類似，這種情況下，兩者只會有一者被采用。其實，具體采用哪一條公式，這完全是取決于題目的類型與條件的。倘若學(xué)生優(yōu)先采用了相對更有利于解題的一條公式，那么他的解題過程將會非常流暢，并且從中獲得極大的自信與滿足感，有利于其進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。因此，分析出并比較動能定理和機(jī)械能守恒定律兩者的適用優(yōu)勢，歸納出一個初步的采用策略，并以此來分配平時教學(xué)的側(cè)重，這將會顯著地提高教學(xué)效能。
現(xiàn)將通過對一些例題的分析，對比在采用動能定理和機(jī)械能守恒定律兩種不同的解題公式時的優(yōu)勢與劣勢，從而得到一個初步的結(jié)論。
例題1：平臺型斜拋問題
如圖，在一個高為H的平臺上，將一個物體以速度v0斜向上拋出，物體最終落在另一個高為h的平臺上，求：當(dāng)物體剛好落在另一個平臺上時的速度v。
1.使用動能定理：
解：W=Ek2-Ek1
W=WG=mg（H-h）
Ek2=12mv2
Ek1=12mv02
所以有mg（H-h）=12mv2-12mv02
解得v=gH-h+v02
2.使用機(jī)械能守恒定律：
解：將地面定義為零勢面
E=Ek1+Ep1
Ek1=12mv02;Ep1=mgH
E`=Ek2+Ep2
Ek2=12mv2;Ep2=mgh
由于只有重力作用，所以E=E`
故有12mv02+mgH=12mv2+mgh
解得v=gH-h+v02
評價：在這一題中，使用動本文由論文聯(lián)盟http://www.LWlM.cOM收集整理能定理的話步驟更少，但使用機(jī)械能守恒定律條理清晰，步驟也不是很多，這一場不分高下。
例題2：公路交通工具行駛問題
一輛在公路上行駛的汽車，質(zhì)量m=5×103kg，行駛過程可以看為勻變速運動，從靜止開始加速的路程為5.0×102m時，開始勻速行駛，行駛速度v=72km/h，在此過程中汽車受到的阻力是其重量的0.02倍，求引擎提供的牽引力。
1.使用動能定理：
分析：和上一題不同的是，這一題中研究對象一共受到四個力——重力，支持力，阻力，牽引力——的作用，而其中重力是不做功的！做功的是阻力和牽引力。為此，W的表述就要適當(dāng)斟酌一下了。
解：W=Ek2-Ek1
W=Wf+WF=f（-lf）+FlF=-flf+FlF
Ek2=12mv2
Ek1=12mv02=0
所以有-flf+FlF=12mv2-12mv02
解得F=12mv2+flflF
代入數(shù)據(jù)：F=3000N
2.使用機(jī)械能守恒定律：
由于涉及到了非保守力——也就是阻力和牽引力——做功，機(jī)械能守恒定律無法使用。
評價：至此，機(jī)械能守恒定律的最大缺陷暴露無遺：由于其擁有“只有保守力做功”這一限制度超高的使用條件，導(dǎo)致了面對相當(dāng)數(shù)量的問題時，機(jī)械能守恒定律根本無法使用。而這時，動能定理則因為其毫無限制而大展神威。
例題3：豎拋問題
以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體從地面豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，求于上升過程中何處重力勢能與動能相等？（默認(rèn)地面為參考面）
1.使用動能定理：
解析：這一題對動能定理相當(dāng)不友好，原因在于終點的位置高度——涉及過程中外力做功——和終點時的速度——涉及到末動能——全部沒有給出，那是不是說就不能使用動能定理了呢？也不盡然，盡管終點位置高度與終點速度均未給出，我們依然可以先將其待定，再想辦法消去即可。
解：設(shè)起點為A，則衍生出初始高度為hA，初始速度為vA;
設(shè)在上升過程中，當(dāng)球到達(dá)B點時，其重力勢能與動能相等，則衍生出當(dāng)時高度為hB，速度為vB.
則有W=Ek2-Ek1
W=WG=mg（hA-hB）=-mghB
Ek2=12mvB2
Ek1=12mvA2
所以有-mghB=12mvB2-12mvA2
根據(jù)題意：可得mghB=12mvB2
所以可得12mvA2=2mghB
解得hB=vA24g
代入數(shù)據(jù)得hB=2.5m
2.使用機(jī)械能守恒定律：
解析：這一題只有重力做功，機(jī)械能守恒定律可以使用。
解：地面為零勢面
EA=EKA+EPA
EkA=12mvA2;EpA=mgH=0
EB=EKB+EPB
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